Переменные, Константы и Литералы в Python
Переменная — это объект (область) для хранения данных. В Python нет команды для объявления переменной. Переменная создается в тот момент, когда вы впервые присваиваете ей значение. Оператор присваивания = используется для присваивания значений переменным.
Константа в Python — это особый тип переменной, значение которой нельзя изменить. В Python константы обычно объявляются/определяются в модуле (отдельный файл, содержащий переменные, функции и прочее, который импортируется в основной файл).
Литералы в Python — это представления фиксированных значений в программе. Это могут быть числа, символы, строки и т.д., например, ‘Hello, World!’ , 12 , 23.0 , ‘C’ .
Переменные в Python
Переменная — это объект (область) для хранения данных. В Python нет команды для объявления переменной. Переменная создается в тот момент, когда вы впервые присваиваете ей значение.
Как в Python присвоить нескольким переменным одинаковое значение?
Сколько ни гуглил, нашёл лишь 4 варианта:
1) a = b = c = []
2) a, b, c = [], [], []
3) a, b, c = [[]] * 3
4)
a = []
b = []
c = []
В первом варианте проблема в том, что переменные будут ссылаться друг на друга.
Во втором варианте проблема в длине записи, если элементов много, то замучаешься перечислять.
Четвёртый вариант аналогичен второму, только запись не в строчку, а в столбик.
Думал спасение в третьем варианте, но он подходит разве что для чисел, там нет проблем, если стартовое значение переменной будет храниться в списке. А как быть, если нужен пустой список ? Тогда запись a, b, c = [[]] * 3 не подойдёт, так как хоть для каждой переменной и создастся отдельный пустой список, но из-за того, что все они будут внутри ещё одного списка алгоритм не будет правильно работать.
Есть какой-нибудь вариант как в одну строку нескольким переменным присвоить значение (в частности интересует создание пустого списка для каждой переменной) ?
Использование переменных в Python 3
Переменные – очень важная составляющая программы; по сути, это символ (или набор символов), которому присвоено значение и который можно использовать вместо этого значения при написании программы.
Данное руководство ознакомит вас с основами работы с переменными в Python 3.
Что такое переменная?
С технической точки зрения переменная присваивает значению символическое имя или идентификатор. Имя переменной используется для того, чтобы сослаться на сохраненное значение в компьютерной программе.
Переменную можно представить как метку или ярлык с именем, который привязан к значению.
К примеру, у вас есть целое число 103204934813. Вы можете сохранить его в переменной, и тогда вам не придётся постоянно вводить повторно длинное число. Сохраните число в переменной my_int:
По сути, my_int – это ярлык, привязанный к значению 103204934813.
Фраза my_int = 103204934813 – это операция присваивания, которая состоит из следующих частей:
- my_int – имя переменной;
- = – оператор присваивания;
- 103204934813 – значение.
Таким образом, присваивая значению имя, вы инициализируете, или создаёте переменную. После этого можно использовать переменную вместо значения. В Python, в отличие от некоторых других языков программирования, переменные не нужно явно декларировать. То есть, объявив, что my_int равно 103204934813, вы можете просто использовать my_int вместо числа. Попробуйте запустить:
С помощью переменных можно быстро выполнить вычисления. Попробуйте отнять 813 из my_int:
print(my_int — 813)
103204934000
В качестве значения переменной можно использовать результат математического уравнения. Попробуйте сложить два числа и сохранить значение их суммы в переменной x:
Как видите, это очень похоже на простейшее школьное уравнение; здесь, как и в алгебре, буквы и другие символы используются для представления чисел и величин в формулах и уравнениях. Синтаксис Python подразумевает, что имя переменной находится слева, а значение – справа.
Выведите значение x:
Python выводит 221, потому что именно это число получается в результате сложения 76 и 145.
В виде переменной можно представить любой тип данных, не только числа.
my_string = ‘Hello, World!’
my_flt = 45.06
my_bool = 5 > 9 #логический оператор оценивает выражение как истинное или ложное
my_list = [‘item_1’, ‘item_2’, ‘item_3’, ‘item_4’] my_tuple = (‘one’, ‘two’, ‘three’)
my_dict =
Попробуйте запросить одну из этих переменных. На экране появится значение этой переменной:
my_list = [‘item_1’, ‘item_2’, ‘item_3’, ‘item_4’] print(my_list)
[‘item_1’, ‘item_2’, ‘item_3’, ‘item_4’]
Переменная выделяет небольшую область памяти, которая принимает заданное значение.
Правила задания имен переменных
Существует ряд правил, которых следует придерживаться при наименовании переменных.
- Имена переменных не могут содержать пробелов (формально, имя переменной состоит из одного слова).
- Имена переменных могут состоять только из букв, цифр и нижнего подчёркивания (_).
- Имя переменной не может начинаться с цифры.
Для примера рассмотрим правильные и неправильные имена переменных:
Правильно
Неправильно
Выбирая имя для переменной, следует также учитывать регистр: my_int, MY_INT, My_Int и mY_iNt – не одна, а четыре разные переменные.
Примечание: Избегайте похожих имён переменных в рамках одной программы.
Кроме того, имя переменной должно отвечать условиям соглашения. При именовании переменной принято начинать имя со строчной буквы и использовать подчеркивание при разделении слов. Переменная, чье имя начинается с большой буквы или написано в верблюжьем регистре, будет считаться недействительным.
Правильно
Неправильно
Но самое главное правило – это быть последовательным. Если уж вы начали использовать в программе переменные, написанные в верблюжьем стиле, продолжайте следовать этому принципу до конца.
Читайте также: PEP 8 – официальный мануал по кодированию в Python
Переназначение переменной
Значение переменной (что видно из самого понятия) можно изменять.
Возможность переназначения переменной очень важна: это позволяет программе добавлять пользовательские значения в существующие переменные, вернуть переменной прежнее значение и т.п.
Попробуйте задать в переменной x число, а затем переназначить её и задать строку:
x = 76
print(x)
x = «8host»
print(x)
76
8host
Если бы программа была написана так:
x = 76
x = «8host»
print(x)
в результате на экране появилось бы только второе присвоенное значение, так как это последнее назначение:
Множественное присваивание переменной
Python позволяет присваивать одно значение нескольким переменным одновременно. Таким образом, вы можете инициализировать несколько переменных, а позже переназначить их.
Например, можно задать переменным x, y и z значение 0.
x = y = z = 0
print(x)
print(y)
print(z)
0
0
0
Теперь все три переменные имеют одинаковое значение и принадлежат к одной области памяти.
Python также позволяет присваивать несколько значений нескольким переменным в рамках одной строки. Например:
j, k, l = «8host», 1.05, 16
print(j)
print(k)
print(l)
8host
1.05
16
Как видите, переменной j было присвоено значение 8host, переменной k 1.05, l – 16.
Эта функция позволяет сократить код, и при этом сохранить его читабельность.
Глобальные и локальные переменные
При использовании переменной в программе важно иметь в виду её область видимости.
Область видимости переменной – это контекст, в котором она доступна в коде данной программы. Не все переменные доступны из всех частей программы: некоторые переменные являются глобальными, а некоторые – локальными.
Глобальные переменные объявлены вне функции, но доступны внутри функции. Локальные переменные объявлены внутри функции.
Рассмотрите пример таких переменных:
#Создайте глобальную переменную
glb_var = «global»
#Определите функцию
def var_function():
lcl_var = «local» #Создайте локальную переменную внутри функции
print(lcl_var)
#Вызовите функцию
var_function()
#Выведите глобальную переменную
print(glb_var)
local
global
Поскольку переменная glb_var является глобальной, мы можем сослаться на неё внутри функции var_function(). Отредактируйте предложенный выше код, чтобы сделать это:
glb_var = «global»
def var_function():
lcl_var = «local»
print(lcl_var)
print(glb_var) #Выводит glb_var внутри функции
var_function()
print(glb_var)
local
global
global
Теперь переменная glb_var выводится дважды: внутри и вне функции.
Попробуйте вызвать локальную переменную вне функции:
glb_var = «global»
def var_function():
lcl_var = «local»
print(lcl_var)
print(lcl_var)
NameError: name ‘lcl_var’ is not defined
Как видите, вы не можете вызвать локальную переменную вне функции, так как она существует только внутри функции.
Рассмотрим ещё один пример. Задайте глобальной и локальной переменной одно и то же имя:
num1 = 5 #Глобальная переменная
def my_function():
num1 = 10 #Локальная переменная с таким же именем, num1
num2 = 7 #Локальная переменная
print(num1) #Выведет локальную переменную num1
print(num2) #Выведет локальную переменную num2
#Вызывает my_function()
my_function()
#Выводит глобальную переменную num1
print(num1)
10
7
5
Поскольку локальная переменная num1 присвоена внутри функции, при вызове num1 появляется 10. При выводе глобальной переменной num1 (после вызова функции my_function()) появляется значение 5.
Оператор global позволяет определять глобальные переменные Python внутри функции:
def new_blog():
global blog = «8host» #Присваивает глобальную переменную
#Выводит глобальную переменную blog
print(blog)
Несмотря на то, что переменная blog была присвоена локально внутри функции new_blog(), она доступна вне функции благодаря оператору global. Потому при вызове print(blog) Python не выдаёт ошибку: переменная существует и вне, и внутри функции.
Примечание: Определение глобальных переменных внутри функции не очень часто используется, поскольку усложняет код.
Также следует помнить о том, что если вы ссылаетесь на переменную внутри функции, не присваивая ей значения, такая переменная будет глобальной. Для того чтобы создать локальную переменную, необходимо присвоить ей значение в теле функции.
Работая с переменными, важно определить, какие из них больше подходят этой программе: глобальные или локальные. Обычно лучше использовать локальные переменные; но если одна переменная используется в нескольких функциях, вы можете инициализировать глобальную переменную. Если вы работаете с переменной только в пределах одной функции или одного класса, лучше использовать её локально.
Переменные в Python: что это такое и какие они бывают
Как хранить данные в Python, чтобы обращаться к ним было легко и приятно.
Иллюстрация: Оля Ежак для Skillbox Media
Если вы откроете любую программу в Python, то, скорее всего, увидите много таких равенств:
Всё это — переменные. Программисты пользуются переменными, чтобы хранить в памяти компьютера данные и проводить с ними различные операции. О том, как это делается, и пойдёт наш рассказ.
Что такое переменная в Python
Переменная — это область памяти компьютера, у которой есть имя. Структурно она состоит из трёх частей:
- Имя,или идентификатор, — это название, придуманное программистом, чтобы обращаться к переменной. В примерах выше это x, name и coin_flipping_result.
- Значение — это информация, которая хранится в памяти компьютера и с которой работает программа. В примерах выше это 4, ‘Виктория’ и [‘орёл’, ‘решка’, ‘решка’, ‘орёл’]. Они всегда принадлежат к какому-либо типу данных.
- Адрес — это номер ячейки памяти, в которой хранится значение переменной.
Приведём наглядную аналогию. Представьте большой производственный склад, заполненный стеллажами, на которых стоят коробки. Склад — это общая память компьютера. Допустим, на третьем стеллаже, на второй полке, в шестой ячейке стоит какая-нибудь коробка. Если в неё что-нибудь положить и наклеить этикетку с названием — коробка будет переменной. То, что в ней лежит, — это её значение. Третий стеллаж, вторая полка, пятая ячейка — её адрес, а этикетка — её имя.
Как давать имена переменным
Создавая переменную на языке Python, программисты придумывают ей названия по определённым правилам именования:
- первый символ должен быть заглавной или строчной латинской буквой или нижним подчёркиванием _;
- остальные символы могут быть заглавными или строчными латинскими буквами, нижними подчёркиваниями и цифрами;
- нельзя использовать пробелы;
- имя переменной не должно совпадать ни с каким из зарезервированных в Python ключевых слов .
Приведём несколько примеров.
- Какие имена можно давать переменным: x, X, xyz, _x_y_z, XYZ, xyz_123, _123, x1Y2z2.
- Как нельзя называть переменные: 1, 1x, x y z, x&y.
Python чувствителен к регистру. Таким образом, name и Name будут считаться разными переменными.
Хотя переменные можно называть именами стандартных библиотечных функций, делать так не стоит — это закроет доступ к функции:
Чуть позже мы объясним, почему так происходит.
Стили именования переменных
Синтаксис Python позволяет использовать разные стили для именования переменных:
- lowercase — все буквы строчные;
- lower_case_with_underscores — все буквы строчные, между словами нижние подчёркивания;
- UPPERCASE — все буквы заглавные;
- UPPER_CASE_WITH_UNDERSCORES — все буквы заглавные, между словами нижние подчёркивания;
- CamelCase — каждое слово начинается с заглавной буквы;
- mixedCase — каждое слово, кроме первого, начинается с заглавной буквы;
- Camel_Case_With_Underscores — каждое слово начинается с заглавной буквы, между словами нижние подчёркивания (это некрасиво, никогда так не делайте).
Тем не менее среди Python-разработчиков принят стандарт PEP 8 — это руководство, в котором собраны рекомендации по оформлению кода. То есть сообщество само для себя устанавливает дополнительные ограничения при именовании переменных:
- использовать lowercase, при необходимости разбивая слова нижними подчёркиваниями, если это нужно для улучшения читаемости;
- если в готовом проекте преобладает mixedCase, то писать стоит в этом стиле — чтобы сохранялась обратная совместимость;
- не давать имена l (строчная L), O (заглавная o) и I (заглавная i) — в некоторых шрифтах они неотличимы от нуля и единицы.
Следуйте советам PEP 8, чтобы ваш код был понятным и легко поддерживаемым.
Как объявить переменную и присвоить ей значение в Python
Python — язык с динамической типизацией. То есть значения присваиваются переменным не при компиляции, а построчно во время выполнения программы.
Поэтому в Python объявлять переменную отдельно не нужно — достаточно сразу её инициализировать, то есть присвоить значение. Для этого используют знак равно =.
Более того, потом ей же можно присвоить значение другого типа:
В языках со статической типизацией, таких как C++ и Java, подобный трюк не пройдёт: компилятор сообщит об ошибке — ведь переменная изначально хранила целое число, а не строку. А в Python это возможно, потому что переменные ссылаются не на сами данные, а на их адрес в памяти.
Как работает инициализация переменных
В Python все данные представлены в виде объектов. У каждого из них есть свой идентификатор — адрес области памяти, в которой он находится.
Этот идентификатор можно узнать с помощью функции id():
Когда мы инициализировали x, программа создала объект с числом 4, принадлежащий к классу (типу данных) int.
При этом внутри переменной содержится не сам объект, а его адрес. Это легко проверить, создав ещё одну переменную, в которой будет находиться та же самая четвёрка.
Выглядит это так:
В любой момент мы можем присвоить переменной новое значение. Тогда она станет ссылаться на другой объект:
Теперь x и y ссылаются на другие объекты с другими адресами. И так как больше ни одна переменная не ссылается на объект по адресу 2056817043856, то его автоматически удалит сборщик мусора.
Множественное присваивание значений
Если нескольким переменным нужно присвоить одно и то же значение, это можно сделать в одну строку с помощью следующей конструкции:
Для присвоения разных значений тоже есть способ:
Импорт переменных
Если переменную нужно импортировать из другого файла, то используют конструкцию from <имя файла> import <имя переменной>.
Например, у нас есть файл variables1.py:
Используем переменную name в файле variables2.py:
При этом доступа к другим переменным из variables1.py в таком случае нет:
Чтобы импортировать несколько переменных, их можно перечислить через запятую:
Для импорта всех объектов после import ставят звёздочку *:
Удаление переменных
Чтобы удалить переменную, используют ключевое слово del:
Типы переменных в Python
Все переменные существуют внутри определённой области видимости. В Python их три:
- локальная — внутри одной функции;
- глобальная — внутри целой программы (py-файла);
- нелокальная — внутри двух смежных функций (внутренней и внешней).
Переменные, которые принадлежат к той или иной области видимости, образуют её пространство имён.
Локальные переменные
Любые переменные, которые объявлены внутри функции, остаются только в этой функции. Например:
Мы можем, как обычно, распоряжаться x: изменять значение, проводить операции, возвращать — но только до тех пор, пока мы делаем это внутри функции local_namespace().
Если мы решим обратиться к x где-то в другой части программы, то интерпретатор её просто не увидит:
И наоборот: функция может распоряжаться только теми переменными, которые находятся внутри неё:
При этом функция может считывать переменные из глобальной области видимости — просто не имеет права изменять их.
В итоге внутри одной программы может быть сразу несколько переменных с одним и тем же именем. Для этого они должны находиться в разных пространствах имён:
Глобальные переменные
Любая переменная, которую объявляют вне функций, является глобальной. Она существует в пространстве имён всего py-файла.
Как мы показали выше, к ней можно обратиться внутри функции, но нельзя изменять. Чтобы исправить это, существует ключевое слово global:
Если мы создаём новую переменную внутри функции, то тем же ключевым словом global можем сделать её глобальной:
Нелокальные переменные
Нелокальные переменные используются, когда одна функция вложена в другую, и охватывают пространство имён только этих двух функций.
Их создают с помощью ключевого слова nonlocal.
При этом в глобальной области видимости к нелокальной переменной мы обратиться не можем:
Проверка существования переменной
В Python есть функции globals() и locals(). Они возвращают словарь с таблицей глобальных и локальных символов соответственно. В них, помимо прочего, хранятся данные о переменных.
Ключом в этих словарях является строка с именем переменной — так можно проверить её существование:
Также из этого словаря по имени переменной можно достать её значение:
Точно так же можно делать и в локальной области видимости:
Максимально возможное значение переменной
В Python, в отличие от многих других языков программирования, нет особого типа данных для хранения больших чисел. Все целые числа относятся к классу int, все числа с плавающей запятой — к классу float.
При этом никаких ограничений эти классы не предусматривают. Любая переменная любого типа данных может содержать в себе сколь угодно большое значение, пока хватает памяти компьютера.
Печать одиноких и множественных переменных
Для печати в Python используется функция print(). С её помощью можно вывести как одиночную переменную, так и несколько, перечислив их через запятую:
Также в Python можно форматировать печать переменных. Для этого предусмотрено несколько способов, но самый удобный из них — f-строки. Нужно передать функции print() строку c буквой f перед ней. Сами переменные указываются в фигурных скобках: .
Итоги
- Переменные в Python состоят из имени и значения. При этом они хранят в себе не само значение, а ссылку на его адрес в памяти.
- Для их именования используют цифры (не могут быть первым символом в имени), латинские буквы и нижние подчёркивания.
- В Python не надо отдельно объявлять переменную — ей сразу присваивают значение. В одной строке можно создать сразу несколько переменных.
- Они существуют внутри определённой области видимости. Переменные бывают глобальные (внутри всей программы), локальные (внутри одной функции) и нелокальные (внутри двух вложенных друг в друга функций).
- У переменных в Python нет ограничения по размеру — они могут быть настолько большими, насколько хватит памяти устройства.
- Их можно импортировать из других файлов, удалять, проверять их существование в текущей области видимости, печатать в форматированной строке.
Читайте также:
Вот их список: and, as, assert, async, await, break, class, continue, def, del, elif, else, except, False, finally, for, from, global, if, import, in, is, lambda, None, nonlocal, not, or, pass, raise, return, True, try, while, with, yield.
Целое число, число с плавающей запятой, строка, список, словарь и так далее.